1, Ciència dels materials: la guerra microscòpica de la puresa i l'organització
Les diferències de rendiment dels materials del motlle són els factors fonamentals que determinen la vida útil i la precisió dels motlles. L'acer de motlle importat generalment adopta un procés dual de refinació al buit i refusió d'electroescòries (ESR). El seu representant típic, com l'acer millorat H13 d'Alemanya, pot controlar el contingut de sofre per sota del 0,001%, i la uniformitat de la distribució del carbur assoleix el grau A de l'estàndard ASTM E45, mentre que el grau de segregació del carbur de l'acer H13 domèstic sovint supera l'estàndard en 2-3 vegades. Aquesta diferència microestructural fa que l'acer del motlle importat mantingui una resistència a la fluència de més de 800 MPa a altes temperatures de 600 graus, mentre que els materials domèstics experimenten una decadència de la resistència de fins a un 40% a la mateixa temperatura.
En el camp dels motlles de plàstic, l'acer pre-endurit NAK80 del Japó ha aconseguit una precisió de poliment de mirall de Ra0,01 μ m mitjançant un procés especial de refusió del forn elèctric, que compleix els requisits exigents dels motlles de lents òptiques. D'altra banda, l'acer P20 domèstic està limitat pel procés de fosa, i la seva superfície polida sovint té defectes de forat de nivell de 0,05 μ m, que requereix un procés de polit electrolític addicional i augmenta els costos.
La bretxa en la tecnologia del tractament tèrmic dels materials també és significativa. L'acer de motlle suec 8407 adopta un procés d'extinció graduada + tractament criogènic per controlar el contingut d'austenita residual en un 3% i aconseguir una estabilitat dimensional de ± 0,005 mm/100 mm. Tanmateix, a causa d'un control insuficient del procés d'extinció, la tensió residual de l'acer H13 produït a nivell nacional pot arribar als 200 MPa, la qual cosa condueix a la formació d'esquerdes calentes al motlle durant la fosa a pressió d'aliatges d'alumini, donant lloc a una reducció de la vida útil de més del 60%.
2, Procés de fabricació: Enginyeria de sistemes per al control de precisió
La fabricació de motlles de gamma alta és un sistema complex que cobreix múltiples processos, com ara el mecanitzat CNC, el modelat per descàrrega elèctrica i el rectificat de precisió. En el camp dels motlles de para-xocs d'automòbils, les empreses de motlles alemanyes controlen la precisió de les peces dins de ± 0,1 mm mitjançant el "projecte de 2 mm", amb el nucli:
Mecanitzat d'enllaç de cinc eixos: utilitzant el sistema CNC Heidenhain iTNC 530 per aconseguir un error d'alçada de corda Menor o igual a 0,005 mm per al mecanitzat de superfícies de cavitat
Emmotllament per descàrrega elèctrica d'alta velocitat: la màquina-eina japonesa Shadick AQ325L està combinada amb elèctrodes de grafit ultra-per reduir la rugositat superficial del mecanitzat de descàrrega a Ra0,8 μm
Detecció d'interferòmetre làser: el sistema de mesura làser Renishaw XL-80 aconsegueix una compensació en temps real de la precisió de posicionament de la màquina-eina
D'altra banda, les empreses de motlles nacionals han popularitzat els centres de mecanitzat de tres-eixos, però la proporció de màquines-eina de cinc eixos és inferior al 15% i hi ha una manca de suport complet de bases de dades de processos. El cas real d'una fàbrica de motlles d'automòbils domèstica mostra que el motlle del tauler de comandament que processa requereix una mòlta manual addicional de 0,3 mm durant el muntatge, donant lloc a una extensió de 20 dies del cicle de desenvolupament.
En el camp de la formació de microestructures, els avantatges tecnològics dels motlles importats són més destacats. El motlle de marca Apple Watch Ultra adopta el centre de microfabricació japonès Fanuc ROBODRILL per aconseguir la replicació per lots d'estructures de sivella de nivell de 0,05 mm, mentre que els motlles domèstics només poden mantenir una taxa de rendiment d'aproximadament el 75% quan es processen la mateixa estructura.
3, Sistema de disseny: una revolució del paradigma de l'experiència a les dades
La competitivitat bàsica de les empreses de motlles importades rau en el seu sistema de disseny digital madur. El mòdul d'anàlisi del flux del motlle desenvolupat per l'empresa alemanya DME pot predir amb precisió el comportament d'ompliment de la massa fosa a l'àrea de paret-de 0,2 mm de gruix. El seu model d'algorisme inclou:
Equacions constitutives de fluids no newtonians per a 42 tipus de materials plàstics
Model de transferència de calor de capa límit dinàmica
Equació d'evolució del tensor d'orientació de la fibra
Mitjançant l'optimització del motlle del panell de la porta de l'automòbil mitjançant aquest sistema, la desviació de la posició de la marca de soldadura es controla dins de ± 0,5 mm, reduint la tensió superficial del producte en un 35%. Tanmateix, la majoria de les empreses de motlles nacionals encara confien en el disseny d'experiència. Segons les dades de desenvolupament de motlles d'una determinada empresa d'electrodomèstics, el nombre mitjà de proves de motlles sense anàlisi de flux de motlles és de 4,2 vegades, mentre que el nombre de proves de motlles amb optimització de simulació ha disminuït a 1,8 vegades.
Pel que fa al disseny estandarditzat, els motlles importats han format un sistema modular complet. La biblioteca de peces estàndard alemanya HASCO conté 23.000 especificacions de marcs de motlle, columnes de guia i components de canal calent, reduint els cicles de disseny de motlles en un 40%. D'altra banda, a la Xina, el nivell d'estandardització de motlles grans és inferior al 30%. Segons les estadístiques d'una empresa de vehicles d'energia nova, la proporció de peces no-estàndards als seus motlles-fabricats per compte propi arriba al 65%, la qual cosa comporta un augment de 2,3 vegades en els costos de manteniment.
4, Ecologia industrial: la bretxa en la innovació col·laborativa
Els avantatges de la indústria de motlles importats es reflecteixen més en l'ecosistema complet. El "Banc de dades de tecnologia del motlle" establert per l'Associació de la indústria del motlle del Japó (JDMA) recull 3 milions de conjunts de paràmetres de procés i les empreses poden obtenir les millors condicions de processament per a materials específics mitjançant consultes de pagament. Tanmateix, la indústria nacional del motlle encara es troba en una fase de desenvolupament "aïllada". Una enquesta d'una associació del sector mostra que només el 12% de les empreses han establert bases de dades de processos i que el cicle d'actualització de dades supera els 6 mesos.
Pel que fa al cultiu de talent, els mecànics de motlles alemanys han de completar 3 anys d'educació professional dual i 2 anys de pràctica empresarial, i la seva certificació d'habilitats inclou:
Tecnologia de mesura de precisió (control d'errors inferior o igual a 0,002 mm)
Programació de mecanitzat de cinc eixos (optimització de codi G-)
Disseny del procés de tractament tèrmic (control del punt de transició de fase)
Tanmateix, els cursos principals del motlle a les escoles professionals nacionals encara se centren principalment en el processament tradicional. En els equips de formació d'una determinada universitat professional, les màquines eina CNC representen menys del 40% i hi ha una manca d'integració real del projecte amb les empreses.
5, Ruta innovadora: des de la captura tecnològica-a la reconstrucció ecològica
Davant les llacunes de rendiment, els motlles domèstics han d'aconseguir avenços en tres aspectes:
Innovació de materials: desenvolupament d'acer de motlle de metal·lúrgia en pols (com ASP-2030), control de la mida del carbur dins d'1 μm i millorar la resistència al desgast en un 40%
Actualització del procés: promou la tecnologia de mecanitzat d'ultra precisió, com ara l'ús de poliment de feix d'ions per aconseguir una rugositat superficial de Ra0,005 μm
Construcció ecològica: construcció d'una plataforma col·laborativa per a la indústria, l'acadèmia, la investigació i l'aplicació, com ara la "Mold Cloud Platform" desenvolupada conjuntament per Huawei i la Universitat de Ciència i Tecnologia de Huazhong, que ha acumulat 100.000 conjunts de dades de procés.
El cas de transformació d'una empresa de motlles de pneumàtics domèstics té una importància de referència: introduint el centre de mecanitzat de cinc eixos DMG alemany i desenvolupant de manera independent un programari d'anàlisi de flux de motlles, la precisió de l'equilibri dinàmic dels seus motlles flexibles s'ha millorat de 0,5 mm a 0,1 mm, entrant amb èxit al sistema de cadena de subministrament Michelin.
